(57)【要約】  【課題】精密なレンズ形状を成形することと、湾曲形状が経時変化しない湾曲形状をレンズシートに付与することを両立し、該シートを任意な湾曲形状に成形できる透過型スクリーンの製造方法及び製造装置を提供する。  【解決手段】透過型スクリーンにおける複数のレンズシート３の少なくとも１つは湾曲成形させ、複数のレンズシート３を互に密着させて使用される。そして、前記少なくとも１つのレンズシート３は、押出し機（成形型）１を用いて押出し成形により製造され、押出し機１とは別に設けられたロール部材R５（及びR５’）により軟化点以上の温度で湾曲状に成形された熱可塑性樹脂から成る。ロール部材R５（及びR５’）は、レンズシート３を押出し方向と略直交した方向に湾曲させる機能を有する。【選択図】図２
2006218648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズシートの少なくとも１つのレンズシートを湾曲させ、該複数のレンズシートを互に密着させて形成される透過型スクリーンの製造方法において、前記少なくとも１つのレンズシートは、熱可塑性樹脂から成り、成形型を用いて押出し成形にて製造され、且つ、該成形型とは別に設けられたロール部材により軟化点以上の温度で湾曲状に成形され、該ロール部材は、前記レンズシートを押出し方向と略直交した方向に湾曲させる機能を有し、該レンズシートが前記ロール部材を通過して前記湾曲状に成形されることを特徴とする透過型スクリーンの製造方法。
【請求項２】
上記レンズシートは、該レンズシートの両面から上記ロール部材により圧接されることを特徴とする請求項１記載の透過型スクリーンの製造方法。
【請求項３】
複数のレンズシートの少なくとも１つのレンズシートを湾曲させ、該複数のレンズシートを互に密着させて形成される透過型スクリーンの製造装置において、前記少なくとも１つの熱可塑性樹脂から成るレンズシートを押出し成形する成形型を具備し、該成形型とは別に、前記レンズシートを前記熱可塑性樹脂の軟化点以上の温度で該レンズシートを押出し方向と略直交した方向に湾曲状に成形するロール部材を設け、該レンズシートが前記ロール部材を通過して前記湾曲状に成形されることを特徴とする透過型スクリーンの製造装置。
【請求項４】
上記ロール部材は、上記レンズシートを該レンズシートの両面から圧接する一対のロール部材であることを特徴とする請求項３記載の透過型スクリーンの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のレンズシートの少なくとも１つを湾曲させ、これらを互に密着させて形成される透過型スクリーンの製造方法及び製造装置に関し、特に、プロジェクションテレビ等に使用される透過型スクリーンの製造方法及び製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクションテレビ等に使用される透過型スクリーンにおいては、一般にフレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、プリズムシート、前面板や拡散板などといった光学シートやレンズシートを光軸方向に複数枚密着して重ねて構成することが行われる。
【０００３】
複数のレンズシートを光軸方向に重ねた透過型スクリーンにおいては、レンズシートの材料として透明な熱可塑性樹脂が用いられることが多い。レンチキュラーレンズやプリズムシートは、一般に逆表面形状を有するロールを用い、熱可塑性樹脂を押出し成形して製造される。
【０００４】
ところが、熱可塑性樹脂からなるレンズシートは設置環境の温度や湿度が変化することにより伸縮するために、重なり合うレンズシート相互の密着が悪くなり、シート間に隙間が生じて、映像が歪んだり輪郭が明瞭でなくなる、といった画像の解像性が劣化する問題がある。
【０００５】
これを解決するために、例えば特開昭６０−６１７３８号には、観察者側に配置するレンズシートと光源側に配置するレンズシートをともに光源側に反らせ、観察者側のレンズシートを光源側のレンズシートよりも大きく反らせて両者を周辺で固定することにより密着させた透過型スクリーンが提案されている。このような透過型スクリーンは透明樹脂シートに公知の方法によってレンズ形状を付与した後、湾曲した台の上にレンズ成形済のレンズシートをのせて上から荷重をかけ、レンズ形状が崩れないように軟化点以下の温度で長時間加熱して湾曲状に成形することが行われていた。以下、このように湾曲形状を付与することを、反りをつける、あるいは反りつけする、と表現する事がある。
【０００６】
また特開平５−２０４０４８号には、熱可塑性樹脂を押出し成形しながら、ロールの温度を異ならせた１対のロールに触れさせることで、前記シートの内部が軟化点以上に加熱された状態から冷却されて熱収縮が生じる過程で、前記シートの表裏の熱収縮量を異ならせて、シートを湾曲させる方法が提案されている。
【特許文献１】特開平０５−２０４０４８号
【特許文献２】特開昭６０−６１１７３８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特開昭６０−６１７３８号のように軟化点以下の温度で加工して湾曲させたレンズシートは、徐々に回復して元の形状に戻ろうとする傾向があり、反り量が減少してしまう欠点があった。
【０００８】
また、特開平５−２０４０４８号の方法は、上記課題を解決し、特別に湾曲状に成形する工程を設ける必要がなく、この工程のための治具、温度調節設備等が不要となるので、生産性の向上およびコストダウンをすることが可能であるものの、次のような問題がある。
【０００９】
すなわち、押出し成形では、成形型に軟化させた樹脂を密着させ、少なくとも樹脂の表面が固化した後に離形することで型形状を転写する。この際、樹脂の熱収縮や成形型との密着性を考慮し、樹脂の温度や成形速度、ロールが樹脂を押す圧力などを精密に制御しなければ、光学シートに求められる精密賦形を達成することができない。
【００１０】
ここで、特開平５−２０４０４８号の方法は、成形型である第１ロールと第２ロールで樹脂シートの表面にレンチキュラーレンズ形状を付与した後、第２ロールとそれに隣接する第３ロールとの温度差によって湾曲形状を付与する技術である。この際、前記シートの表裏を加熱する第２ロールと第３ロールの温度は、成形する前記シートの板厚、成形速度、樹脂の種類等の条件によってその適性値が決定されるべきである。
【００１１】
しかしながら、精密賦形に適した温度、成形速度の条件が、必ずしも湾曲形状を付与し、その程度を調整するのに好適な条件であるとは限らない。したがって精密賦形と湾曲形状の付与を同時に達成できない場合がある、と言う問題がある。
【００１２】
また光学シートに求められる湾曲形状は、その光学設計やテレビセットへの取り付け方法、外観の意匠など使用形態により異なり、例えば幅方向のみ湾曲した形状や、縦横で湾曲の程度が異なる形状が求められる場合もある。しかしながら、特開平５−２０４０４８号の方法は、押出し方向に湾曲した形状しか付与することができない。
【００１３】
本発明は、精密なレンズ形状を成形することと、湾曲形状が経時変化しない湾曲形状をレンズシートに付与することを両立し、さらには様々な湾曲形状を容易に付与しうる透過型スクリーンの製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するために、請求項１記載の本発明方法は、複数のレンズシートの少なくとも１つのレンズシートを湾曲させ、該複数のレンズシートを互に密着させて形成される透過型スクリーンの製造方法において、前記少なくとも１つのレンズシートは、熱可塑性樹脂から成り、成形型を用いて押出し成形にて製造され、且つ、該成形型とは別に設けられたロール部材により軟化点以上の温度で湾曲状に成形され、該ロール部材は、前記レンズシートを押出し方向と略直交した方向に湾曲させる機能を有し、該レンズシートが前記ロール部材を通過して前記湾曲状に成形されることを特徴とする。
【００１５】
又、請求項２記載の本発明は、上記レンズシートは、該レンズシートの両面から上記ロール部材により圧接される請求項１記載の透過型スクリーンの製造方法を提供する。
【００１６】
更に、請求項３記載の本発明の装置は、複数のレンズシートの少なくとも１つのレンズシートを湾曲させ、該複数のレンズシートを互に密着させて形成される透過型スクリーンの製造装置において、前記少なくとも１つの熱可塑性樹脂から成るレンズシートを押出し成形する成形型を具備し、該成形型とは別に、前記レンズシートを前記熱可塑性樹脂の軟化点以上の温度で該レンズシートを押出し方向と略直交した方向に湾曲状に成形するロール部材を設け、該レンズシートが前記ロール部材を通過して前記湾曲状に成形されることを特徴とする。
【００１７】
更に又、請求項４記載の本発明は、上記ロール部材は、上記レンズシートを該レンズシートの両面から圧接する一対のロール部材である請求項３記載の透過型スクリーンの製造装置を提供する。
【００１８】
請求項１記載の本発明によれば、複数のレンズシートのうちの少なくとも１つを湾曲させて前記シートを互に密着させて形成される透過型スクリーンにおいて、前記少なくとも１つのレンズシートは、熱可塑性樹脂を押出し成形して成り、しかも、該レンズシートは、成形型とは別設したロール部材を用いて、熱可塑性樹脂の軟化点以上の温度で湾曲状に成形される。
【００１９】
この場合、ロール部材は、複数のレンズシートの押出し方向に対して略直交した方向に該レンズシートを湾曲させて成形する。これにより、複数のレンズシートは良好に密着された精密なレンズ形状が成形されると共に、シート横方向において任意の湾曲形状を付与することが可能になる。
【００２０】
特に、請求項２記載の本発明によれば、ロール部材は複数のレンズシートの両面からこれを圧接するように設けたので、複数のレンズシートを両面側から密着して所望の湾曲形状に成形する。
【００２１】
又、請求項３記載の本発明によれば、少なくとも１つの熱可塑性樹脂から成るレンズシートを押出し成形する成形型を具備し、該レンズシートは、成形型とは別に設けたロール部材を用いて、熱可塑性樹脂の軟化点以上の温度にて、複数のレンズシートの押出し方向に対して略直交した方向に該レンズシートを湾曲させて成形される。従って、該複数のレンズシートは良好に密着して、シート横方向において任意の湾曲形状に成形される。
【００２２】
更に、請求項２記載の本発明によれば、ロール部材は複数のレンズシートをその両面から圧接するので、複数のレンズシートの密着性が一層良くなる。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１及び３記載の本発明は、レンズシートは軟化点以上の温度で湾曲状に成形されているので、長時間経過しても反り量が減少することがなく、複数のレンズシートを安定して密着させた透過型スクリーンを得ることができる。特に、シート幅向に任意の湾曲形状を成形できるので、精密なレンズ形状を成形することと、湾曲形状が経時変化しない湾曲形状を前記レンズシートに付与することとを同時に両立した、透過型スクリーンの製造方法及び製造装置が得られるという優れた効果を奏する。
【００２４】
また、請求項２又は４記載の本発明は、複数のレンズシートは、その両面側からロール部材により密着して成形されるので、任意の湾曲形状に一層精密かつ確実に成形することができる、透過型スクリーンの製造方法及び製造装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明は、上記精密なレンズ形状を成形することと、湾曲形状が経時変化しない湾曲形状をレンズシートに付与することを両立し、任意の湾曲形状を容易に成形しうる透過型スクリーンの製造方法及び製造装置を提供するために、複数のレンズシートの少なくとも１つのレンズシートを湾曲させ、該複数のレンズシートを互に密着させて形成され、前記少なくとも１つのレンズシートは、熱可塑性樹脂から成り、成形型を用いて押出し成形にて製造され、且つ、該成形型とは別に設けられたロール部材により軟化点以上の温度で湾曲状に成形され、該ロール部材は、前記レンズシートを押出し方向と略直交した方向に湾曲させる機能を有し、該レンズシートが前記ロール部材を通過して前記湾曲状に成形され、更に、上記レンズシートは、該レンズシートの両面から上記ロール部材により圧接されるようにしたことを要旨とする。
【００２６】
次に、本発明の実施の形態について図１ないし図４に基づいて説明する。本発明の透過型スクリーンに係るレンズシートは、ロール部材により軟化点以上の温度で湾曲状に成形された熱可塑性樹脂から成るが、該樹脂の軟化点の測定方法としては、ビカート試験（ＡＳＴＭ Ｄ １５２５またはＪＩＳ Ｋ ６７４２等）、加熱歪温度試験（ＡＳＴＭＤ ６４８−４５Ｔ）等があり、前記軟化点は測定方法により若干値が異なることがあるが、いずれの測定方法においても本発明は適用し得るものである。
【００２７】
本発明に用いられる熱可塑性樹脂として、例えばポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネート等の透明な熱可塑性樹脂を用いることができる。また、これらの共重合体、ゴム変性など改質された材料、及びこれらの混合物を用いることもできる。
【００２８】
本発明において、前記複数のレンズシート３にその両面側より反りを付与するために用いられるロール部材は、図２に示すように反りつけロールRａおよびロールRｂを設けることで、シート幅方向の反りを付与することができる。図３は、前記レンズシート３をその押出し方向（図２における搬送方向S）下流から見た概略図である。ロールRａおよびロールRｂは、レンズシート３の上下両面からこれを圧接するように設けられている。該ロールRａおよびロールRｂにより、シート幅方向に上に凸の反り形状を付与できる。ここで、ロールRａおよびロールRｂは、レンズシート３の温度が軟化点以上になるよう加熱されている。もちろん、ロールRａおよびロールRｂの反り方向は、図３の反り方向とは上下が逆であっても良く、シート幅方向に下に凸の反り形状を付与できる。
【００２９】
さらに図３のように、ロールRａ側に凸状の反り形状を付与する場合は、ロールRｂの温度をロールRａの温度より高くすることが好ましい。レンズシート３の表裏の熱収縮量を異ならせ、押出し方向の湾曲を付与する事ができるためである。
【００３０】
さらに、上記温度差による反り量と、ロールRａとロールRｂの曲率による反り量を調整することで、押出し方向と幅方向とに別々の程度、あるいは別々の方向の反りつけをすることができる。
【００３１】
また、樹脂がロールRａおよびロールRｂに接する時間は極わずかであり、その時間内に樹脂温度を精度よく調整することができない場合は、ロールRａとロールRｂを押出し流れ方向に複数設けることが好ましい。ここで、ロールRａとロールRｂを複数設けた場合、ロールRａとロールRｂの温度を押出し方向下流にいくほど低下させることがより好ましい。徐々に押出しレンズシート３の温度を下げることにより、内部に歪みが発生することを抑制できるためと推定される。
【００３２】
また、ロールRａとロールRｂはいずれか一方を省略することも可能である。ロールRａを省略した場合であっても、レンズシート３の自重によりたわみ、ロールRｂの反り形状を付与することができる。ロールRｂを省略した場合は、シート押出し方向に張力を付与し、レンズシート３がロールRａに密着することで、ロールRａの反り形状を付与することができる。
【００３３】
また、ロールRａおよび／またはロールRｂは、図４に示すようなエキスパンダーロール２とすることが特に好ましい。エキスパンダーロール２はそのたわみ量を調整することが可能であるため、反り方向や曲率が異なるロールを交換することなく、容易に反り量の調整をすることが出来るためである。
【実施例１】
【００３４】
ポリメチルメタクリレート・スチレン共重合体を使用し、図１に示すような押出し機１で２ｍｍ厚みのレンズシート３を製造し、レンズシート３の下方（シート下面側）に、図３のロールRｂのような上方へ凸の形状の反りを持ったロールR５を使用配置し、シート幅方向の反りつけを実施した。
押出し樹脂温度：２２３℃
押出し速度：３．４ｍ／分
なお、ロールR１〜R４、R５の温度を表１に示す。
【００３５】
【表１】
2006218648.tif 000003
ロールR１〜R４の温度は温度調整装置により表示の温度に調整してある。ロールR５には温度調整装置がなく、ロールR５の位置での樹脂の温度を測定して表示している。
【実施例２】
【００３６】
レンズシート３の下方に、図３のロールRａのような凹形状の反りを持ったロールR５を使用配置し、温度調整を下表の通りとした以外は、実施例１と同様にしてシート幅方向の反りつけを実施し、レンズシート３を製造した。
押出し樹脂温度：２３０℃
押出し速度：３．４ｍ／分
なお、ロールR１〜R５の温度を表２に示す。
【００３７】
【表２】
2006218648.tif 000004
ロールR１〜R４の温度は温度調整装置により表示の温度に調整してある。ロールR５には温度調整装置がなく、ロールR５の位置での樹脂の温度を測定して、表示している。
【実施例３】
【００３８】
レンズシート３の下方に図４のような上方に凸形状の反りを持ったエキスパンダーロール２をロール部材としてロールR５に使用した以外は、実施例２と同様にしてシート幅方向の反りつけを実施し、レンズシート３を製造した。
押出し樹脂温度：２３０℃
押出し速度：３．４ｍ／分
なお、ロールR１〜R４の温度を表３に示す。
【００３９】
【表３】
2006218648.tif 000005
ロールR１〜R４の温度は温度調整装置により表示の温度に調整してある。エキスパンダーロール２には温度調整装置がなく、エキスパンダーロール２の位置での樹脂の温度を測定して、表示している。
【００４０】
製造直後の実施例１〜３のレンズシート３をサイズ１ｍ×１ｍに裁断し、吊り下げた状態での反り量（反りの最大深さ）を測定した。ここで、正の数値は押出し時のレンズシート３上面側へ凸の形状であることを示し、負の数値は下面側へ凹であることを示す。さらに、上記実施例１〜３により得られたレンズシート３を、通常の室内の温湿度（およそ２５℃、５０％ＲＨ）にて１週間放置した場合の反り量の経時変化を表４に示す。なお、いずれの場合も不規則なうねりなどはなかった。
【００４１】
【表４】
2006218648.tif 000006
この表から明らかなように、本発明による透過型スクリーンはその反り量が安定化し、減少することがない。従って、長期間、他のレンズシートを組み合わせて使用しても、密着不良が生じて画質が劣化するおそれがない。ここで製造直後の反り量が小さかった理由としては、押出し製造中は長さ方向に張力が掛かっており、反りを小さくする力がレンズシート３に掛かったため、製造直後は反りが発現しなかった、と推定される。
【００４２】
以上説明したように、本発明は、複数のレンズシート３の少なくとも１つのレンズシート３を湾曲させて、互に密着させて形成・使用される透過型スクリーンにおいて、少なくとも１つのレンズシート３は、押出し成形によって製造され、押出し機（成形型）１とは別に設けられたロール部材R５（及びR５’）により軟化点以上の温度により湾曲状に成形された熱可塑性樹脂からなり、しかも、ロール部材R５（及びR５’）は、レンズシート３を押出し方向と略直交した方向に湾曲させる機能を有する。
【００４３】
このことにより、長時間経過しても反り量が減少することがなく、複数のレンズシート３を安定して密着させて、精密なレンズ形状を成形でき、シート幅方向に任意の湾曲形状を付与した透過型スクリーンの製造方法及び製造装置を得ることができた。
【００４４】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る押出し機を備えたレンズシート製造装置を示す概略模式図である。
【図２】図１の押出し機に本発明による反りつけロールを設けた構成例を示す概略模式図である。
【図３】本発明に係るレンズシートを押出し方向下流から見た概略図である。
【図４】本発明に係るエキスパンダーロールを押出し方向下流から見た概略図である。
【符号の説明】
【００４６】
１      押出し機（成形型）
２      エキスパンダーロール
３      レンズシート
R1〜R4    ロール
R５，R５’ロール部材（反りつけロール部材）
Rａ，Rｂ  反りつけロール
【図１】
2006218648.tif 000007
【図２】
2006218648.tif 000008
【図３】
2006218648.tif 000009
【図４】
2006218648.tif 000010